KR101416323B1 - 광 픽업 장치 및 이를 적용하는 광 디스크 드라이브 - Google Patents

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Abstract

단일 빔 광학 픽업 장치 및 이를 적용하는 광 디스크 드라이브 장치에 관하여 기술된다. 광 픽업 장치는 매체에서 발생한 스트레이 광이 수광 셀로 입사하지 하는 것을 방지하는 광 제어 소자, 그리고 광 제어 소자에 의해 회절된 유효 광은 재사용이 가능하도록 수광하는 RF용 보조 수광 셀을 구비한다.

Description

광 픽업 장치 및 이를 적용하는 광 디스크 드라이브{optical pickup device and optical disc drive adopting the pickup}
매체 또는 디스크에 광학적으로 정보의 기록 및 검출을 수행하는 광 픽업 장치에 대해 기술하며, 상세하게 다층 구조의 매체에 관련된 광 픽업 장치에 관해 기술된다.
3 빔 방식의 광 픽업은 빔 스플리터와 광원의 사이에 마련되는 회절소자(Grating element)를 이용하여 하나의 메인 빔(main beam)과 두 개의 서브 빔(sub beam)을 얻는다. 매체로부터 반사된 빔을 전기적 신호로 변환하는 수광 센서는 상기 메인 빔이 도달하는 메인 빔 영역과 서브 빔들이 도달하는 그 양측의 서브 빔 영역을 갖춘다.
3 빔 방식의 적용하는 광 픽업 장치에서, 0차(메인) 빔은 TES(Track Error Signal)의 MPP(Main Push-Pull)과, FES(Focus Error Signal), RF(Radio Frequency) 신호를 생성하는데 사용하며, -1차와 +1차의 서브 빔은 TES의 SPP(Sub Push-Pull) 신호를 생성하는데 사용된다.
다층 예를 들어 2 층 또는 3층 또는 그 이상의 기록 층을 가지는 매체에는 DVD, BD가 있다. 다층 구조의 매체를 이용한 정보 기록 및 재생에 있어서의 문제점은 액세스 하고 있는 층 외의 다른 층에서 간섭 광의 발생이다. 간섭 광(interference) 또는 스트레이 광(stray light)은 매우 넓게 확산되는 광으로서 SPP(Sub Push-Pull)신호에서의 광학적 노이즈로서 작용하게 되어, 매체에 대한 트래킹 제어를 방해한다.
이러한 현상은 SL 매체(Single Layer Media)에 대해서는 나타나지 않으며, DL 매체(Dual Layer Media) 또는 그 이상의 XL 매체(Extended Layer Media)에서 나타난다. 이러한 문제는 해결되어야 할 과제 중의 하나로서, 이에 대한 연구가 필요하다.
이러한 스트레이 광에 의한 문제는 소위 1 빔(Beam) 방식에서도 나타난다. 종래의 1 빔 방식에서는 하나의 빔에 의해 형성되는 수광 센서 상의 영역이 매체의 그루브(데이터 트랙)로부터의 반사광이 도달하는 DC(직류) 영역, 그루브 양측의 랜드로부터의 반사광이 도달하는 AC(교류) 영역을 얻는데, DC 영역에 인접층으로 부터의 스트레이 광이 입사하게 됨으로써 트래킹 제어에 필요한 신호를 얻기 어렵다
본 발명의 실시 예들에 따르면, 2 층 또는 이상의 기록 층을 가지는 다층 구조의 매체에서 발생하는 간섭 광을 효과적을 제어할 수 있는 광 픽업 장치 및 이를 적용하는 광 디스크 드라이브가 제공된다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예들에 따르면 다층 구조의 매체에 대한 트랙 제어오류를 효과적을 억제할 수 있는 광 픽업 장치 및 이를 적용한 광 디스크 드라이브가 제공된다
본 발명의 한 유형에 따르면,
정보 저장용 다중 기록 층을 매체에 대면하는 대물 렌즈를 포함하는 광 전송계;
상기 광 전송 계로 상기 다중 기록 층에 대한 정보의 기록/재생에 사용되는 단일 빔을 제공하는 전송하는 광원계;
상기 매체로부터의 반사된 빔의 진행 경로 상에 마련되어 것으로 상기 복수의 빔에 대응하는 복수의 수광 셀이 마련된 수광 소자를 가지는 수광계; 그리고,
상기 광 전송계에서, 상기 매체에서 발생한 스트레이 광을 제어하는 광 제어 소자를 구비하는 광 제어부;를 포함하는 광 픽업 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 유형에 따르면,
상기 광 픽업 장치;
상기 광 픽업 장치로부터 출력된 신호를 처리하는 정보 처리부;
상기 광 픽업 장치를 제어신호를 발생하는 서보부;
상기 정보 처리부와 서보부를 제어하는 중앙 제어부;를 구비하는 광 디스크 드라이브가 제공된다.
상기 광 픽업 장치와 이를 포함하는 광 디스크 드라이브의 구체적인 실시 예들에 따르면, 상기 광 제어부는 상기 광 제어 소자와 대물 렌즈 사이에 위치하는 1/4 파장판을 더 구비할 수 있다.
구체적인 다른 실시 예에 따르면, 상기 광원계로부터의 복수의 빔 각각은 제 1 방향으로 편광 성분과 제1방향과 다른 제 2 방향으로 편광 성분을 포함하며, 상기 광 제어 소자는 상기 복수의 수광 셀에 대응하는 영역에 대응하는 마련되는 것으로 제 1 방향으로의 편광 성분을 차단하는 편광 차단 영역을 가진다.
구체적인 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 광원계는 제 1 편광 성분과 제 2 편광을 성분을 가지는 각각 메인 빔과 그 양측의 제 1, 제 2 서브 빔을 제공하며, 상기 수광계의 수광 소자는, 상기 빔과 그 양측의 제 1, 제 2 서브 빔에 대응하는 메인 수광 셀과 제 1, 제 2 서브 수광 셀을 구비한다.
구체적인 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제 1 편광 성분은 P 편광이다.
구체적인 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 편광 차단 영역은 제 1 편광을 회절시키는 편광 홀로그램 패턴을 구비한다.
구체적인 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 수광 소자는 상기 광 제어 소자에 의해 차단되지 않는 스트레이 광을 검출하는 보조 수광 셀을 더 구비한다.
구체적인 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 메인 수광 셀과 그 양측의 제 1, 제2 서브 수광 셀은 일 방향으로 배열되며, 상기 보조 수광 셀은, 상기 메인 수광 셀과 그 양측의 제 1, 제2 서브 수광 셀의 배열의 양 측에 마련된다
DVD나 BD (BLU-RAY DISC)와 같은 2 이상의 다층 구조의 매체에서 발생하는 스트레이 광을 적절히 제어하여 수광계의 수광 소자에 유효 광 외의 스트레이 광이 도달하지 않는다. 따라서, 따라서, 스트레이 광에 의한 노이즈 발생이 억제되어 양질의 SPP(Sub Push-Pull)신호를 얻을 수 있게 되며, 따라서, 다층 구조의 매체에서 발생할 수 있는 스트레이 광에 의한 트랙킹 제어 에러를 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 픽업 장치의 기본적 구성을 개략적으로 보인다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 픽업 장치에 적용되는 수광 소자를 예시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 픽업 장치에 적용되는 광 제어부의구조를 예시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 픽업 장치에서 수광 소자에 대한 입사광의 분포를 보인다.
도 5는 기존의 방식에 따른 광 픽업 장치에서 수광 소자에 대한 스트레이 광 입사 분포를 보인다.
도 6은 다층 매체에서 읽기 대상층 상하의 인접층에 의한 스트레이 광의 발생을 설명하는 도면이다.
도 7은광 제어 소자가 없는 종래 단일 빔 광 픽업에 대한 시뮬레이션 결과를 보인다.
도 8은 본 발명에 따른 단일 빔 광 픽업의 시뮬레이션 결과를 보인다.
도 9는 도 7, 8에 보인 시뮬레이션 결과로서 TES 흔들림을 비교해 보이는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 픽업 장치에서 수광 소자와 이에 대한 입사광의 분포를 보인다.
도 11은 본 발명에 따른 편광 제어부에 의한 입사하는 빔의 회절을 도식화한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 픽업 장치에서 수광 소자와 이에 대한 입사광의 분포의 시뮬레이션 결과를 보인다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 픽업 장치의 개략적 구성을보인다.
도 14는 본 발명에 따른 광 디스크 드라이브 장치의 개략적 구성을 보인다.
도 1은 다층 구조의 매체를 이용하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 BD 용 1 빔방식의 광 픽업 장치의 개략적 구조를 보인다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 광 픽업 장치는, 매체(1)에 직접 대응하는 광전송계(10), 그리고 매체(1)로부터의 정보 재생 및/또는 기록을 위한 단일 빔을 제공하는 BD 용 광원(21a)을 갖춘 광원계(20), 그리고 정보 재생을 위해 매체(1)에서 반사된 빔을 수광하여 데이터 신호, TES(Tracking Error Signal) 등의 프로세싱에 필요한 전기적 신호를 발생하는 수광 소자(32)을 갖춘 마련된 수광계(30)를 구비한다.
상기 수광계(30)는, 상기 매체(1)에서 반사되어 빔 스플리터(13)에서 반사된 단일 빔을 검출하여 전기적 신호를 생성하는 메인 수광 셀(32a)과 이에 대해 적절한 크기로 집속하는 센싱 렌즈(31)을 갖춘다. 상기 메인 수광 셀(32a)은 일 실시 예에 따라 8 분할 섹타(A~H)를 가진다.
전송계(10)는, 기본적으로 매체(1)에 대응하는 대물렌즈(11), 경로 변경용 미러(17), 콜리메이팅 렌즈(12) 및 빔 스플리터(13)를 구비한다. 빔 스플리터(17)는 광원계(20)로부터의 빔을 대물렌즈(11)측으로 투과하고 매체(1)에서 반사하여 되돌아온 광은 수광계(30)로 반사한다. 본 발명의 특징적 요소로서, 광 제어부(14)는 1/4 파장판(QWP, Quarter Wave Plate, 141)과 부분적 편광 제어 소자(142)를 갖춘다. 이들 두 소자(141, 142)는 도 1에 도시된 바와 같이 인접 하게 배치, 또는 도 3에 도시된 바와 같이 하나로 결합될 수 도 있으며, 다른 실시 예에 따르면, 이들 은 상기 빔 스플리터(13)와 콜리메이팅 렌즈(12)는 상호 이격될 수 있으며, 한 예로서, 상기 편광 제어 소자(142)는 빔스플리터(13)와 콜리메이팅 렌즈(12)의 사이에 위치할 수 있다.
상기 부분적 편광 제어소자(142)는 제 1 방향의 분극을 가지는 편광 성분을 차단한다. 제 1 방향의 편광 성분(이하 제1 편광)은 P-편광 성분 또는 S-편광 성분이다. 즉, 편광 제어 소자(142)는 입사하는 빔의 어느 한 방향의 편광, 예를 들어 P-편광 성분(이하, P-편광) 또는 S-편광 성분(이하 S-편광)을 차단한다. 본 실시 예에서는 편의상 제 1 편광을 P-편광 성분(이하 P-편광)인 것으로 설정한다.
제 1 편광을 차단 또는 회절시키는 편광 제어 소자(142)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 일 방향으로 연장되는, 소정 폭의 스트립형 편광 제어부(142a)를 갖춘다. 상기 편광 제어부(142a)는 광 차단 또는 홀로그램 회절영역으로서 제 1 편광, 예를 들어 P-편광을 차단(blocking) 또는 다른 방향으로 회절(diffraction)시키고, 제 2 편광, 예를 들어 S-편광은 통과시킨다. 이러한 제 1 편광의 차단 또는 회절은 광원으로부터의 진행 광(progressing light)과 매체로부터의 반사광(regressing or reflected light) 모두에 대해 일어난다. 여기에서, 상기 편광 제어부(142a), 즉 제어 영역의 폭(W1)은 수광 소자(32)의 메인 수광 셀(32a)의 형성 영역의 폭(W2, 도면에서 높이 방향)에 대응한다. 따라서, 편광 제어부(142a)는 메인 수광 셀(32a)이 형성된 영역으로 입사하는 스트레이 광 중의 제 1 편광 성분을 차단 또는 회절시킨다. 따라서 메인 수광 셀(32a)은 스트레이 광이 제거된 빔 스팟을 검출하게 된다.
도 4를 참조하면, 메인 수광 셀(32a)을 입사하는 메인 빔(Lm)은 그 중심이 잘려 나간 두 개의 반달 형태로 분리된 빔 스팟을 형성한다. 이는 전술한 바와 같이 매체에서 반사된 유효 빔이 편광 제어부(142a)를 통과하면서 중간 부분이 차단 또는 회절 되었기 때문이다. 상기 편광 제어부(142a)는 진행 광과 반사 광 중의 P 편광을 차단 또는 회절 시킨다. 편광 제어소자(142)를 전체적으로 통과한 S-편광 및 중심 부분이 편광 제어부(142a)에 의해 잘려 나간 P 편광은 1/4 파장판(141)을 통과하면서 원 편광화된다.
매체에서 반사된 반사광(빔)의 편광 회전방향이 입사시와는 반대, 예를 들어 우선 편광에서 좌선 편광으로 바뀌고 이 좌선 편광은 1/4 파장판(141)을 지나면서 P-편광으로 바뀐다. 따라서, P 편광 중 일부는 상기 편광 제어부(142a)에 의해 차단 또는 회절 됨으로써 통과가 저지되거나 메인 수광 셀(32a)에는 도달할 수 없게 된다.
이러한 과정을 거쳐서 도 4에 도시된 바와 같이 메인 수광 셀(32a)에는 P 편광이 제거된 상태로 허리가 잘린 형태의 스팟을 형성하고, 편광 제어부(142a) 의해 제어되지 않은 스트레이 광(Ls)은 메인 수광 셀(32a)의 바깥 영역에만 입사한다.
종래에는 광 제어부(14)에 1/4 파장판(141) 만 존재하였고, 따라서, 종래 구조에서는 메인 셀(32a)에 스트레이 광이 입사한다. 이 스트레이 광은 SPP(Sub Push-Pull) 신호에서의 광 노이즈로서 작용하게 되어, 매체에 대한 트래킹 제어를 방해한다.
도 5는 도 4와 대비되는 것으로서, 종래 구조, 즉 본 발명에서와 같이 부분적 광 제어 소자(142a)가 없는 구조에서, 수광 소자에 입사하는 스트레이 광(Ls)의 입사 분포(영역)를 보인다. 도 5에 도시된 바와 같이 각 수광 셀에는 메인 빔과 그 양측의 서브 빔이 정상적인 스팟을 형성하고 있으며, 이들 수광 셀을 포함하는 수광 소자(32)의 전면에 걸쳐 스트레이 광(Ls)이 입사하고 있음을 보인다.
도 6은 다층 구조의 매체에서 스트레이 광의 발생 메커니즘을 상직적으로 보인다. 기록 또는 읽기 대상층인 타겟 레이어(Layer to read)에 스팟이 형성될 때, 타겟 레이어로 입사하는 빔의 일부가 그 상층에 반사되거나 그 하층에 까지 투과한 후 반사함으로써 스트레이 광(Ls)을 발생한다. 스트레이 광(Ls)은 타겟 레이어에서 반사하는 유효 광(Le)에 비해 매우 넓은 발산한다. 이러한 구조에 의해 발생된 스트레이 광(Ls)이 도 5에 도시된 바와 같은 분포로 메인 수광 소자(32a)에 입사하게 되면 스트레이 광(Ls)은 메인 수광 셀(32a)에 대한 광학적 노이즈로서 작용하게 된다. 그러나, 전술한 바와 같은 본 발명의 광 제어 소자(142)에 따르면 스트레이 광(Ls)이 수광 셀에 도달하지 않음으로써 메인 수광 셀(32a)에 대한 노이즈로서 작용하지 않게 된다.
도 7과 도 8은 4중 층(Quadruple layer)의 매체에 대한 TES 신호 간섭 현상의 DPP(Differential Push-Pull)시뮬레이션(DPP SYM) 결과를 보이는 것으로서, 도 7은 광 제어 소자가 없는 종래 단일 빔 광 픽업에 대한 시뮬레이션 결과를 보이며, 도 8은 본 발명에 따른 단일 빔 광 픽업의 시뮬레이션 결과를 보인다.
도 7과 도 8을 비교를 통해서 알 수 있듯이 도 7은 파형의 변동 폭이 매우 넓게 흔들리고 있으며, 도 8은 매우 좁은 변동폭 내에서 신호가 흔들림을 알 수 있다.
아래의 표 1은 도 7, 8에 보인 시뮬레이션 결과로서 TES 흔들림을 비교해 보이며, 도 9는 이를 그래프화한 도면이다.
L0 L1 L2 L3
종래기술 8.8% 11.2% 8.2% 3.6%
본 발명 2.7% 2.2% 3.4% 2.0%
위의 표를 통해서 알 수 있듯이 본 발명에 따르면, 신호 흔들림이 매우 적은 양질의 TES 를 얻을 수 있게 된다. 이러한 결과는 메인 수광 셀(32a)에 노이즈로서 작용하는 스트레이 광의 입사를 방지함으로써 얻어지게 된다. 그런데, 스트레이 광을 차단 또는 회절시키는 광 제어부는 메인 수광 셀(32a)으로 입사하는 메인 빔 스팟(Lm)의 일부도 잘라낸다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 메인 수광 셀(32a)에 형성된 유효 빔 스팟, 즉 메인 빔 스팟의 중간 부분이 잘린 형태를 가지게 된다. 이는 메인 수광 셀(32a)에 대한 유효 광의 입사량의 감소를 의미하며, 따라서 수광 셀로부터 얻어지는 RF 신호가 종래에 비해 감소할 수 있다. 이러한 감소는 회로적으로 보상하여 신호의 재생에서의 문제를 해소할 수 있다. 그러나, 이러한 별도의 보상이 없이 수광 소자에서 RF 신호를 위한 추가적인 수광 셀로서, 후술하는 RF 용 보조 수광 셀(32b, 32c)를 적용함으로써 종래와 같은 크기(magnitude) 또는 신호 품질(jitter quality)의 RF 신호를 얻을 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수광 소자(320)를 보인다.
수광 소자(320)는, 스트레이 광(Ls) 입사 영역에, 스트레이 광(Ls)과 유효 광(Le)을 포함하는 반사 빔으로부터 회절에 의해 잘 나간 유효 광 Le(+1), Le(-1)이 입사하는 보조 수광 셀(auxiliary sensor, 32b, 32c)이 마련된 구조를 가진다. 상기 보조 수광 셀(32b, 32c)은 상기 광들의 회절 방향인 메인 수광 셀(32a)의 양측에 배치된다. 따라서 상기 보조 수광 셀(32b, 32c)에는 스트레이 광(Ls)과 함께 광 제어 소자(142)에 의해 회절된 유효 광 Le(+1), Le(-1)이 입사한다. 본 실시 예에서는 이렇게 잘려져 나가는 유효 광 Le(+1), Le(-1)을 보조 수광 셀(32b, 32c)로 검출하여 RF 신호로 사용한다.
이를 위하여 광 제어 소자(142)에 의해 잘려 나간 유효 광 일부가 상기 보조 수광 셀(322a, 322b)로 입사하도록, 광 제어 소자(142)의 편광 제어부(142a)는 도 11에 도시된 바와 같이, 입사하는 빔의 중간부분을 회절시켜 ± 1차광을 발생시킨다. 이때에 유효 광(Le)의 ± 1차광인 Le(+1), Le-(1)이 상기 보조 수광 셀(32b, 32c)로 입사하도록 상기 편광 제어부(142a)는 설계되어야 한다. 매체의 타겟 층에서 반사된 유효 광(Le)에 비해 스트레이 광(Ls)은 발산각이 크며, 상기 편광 제어부(142a)에 의해 더욱 큰 각도로 회절되어 상기 보조 수광 셀(32b, 32c)에는 입사하지 않고, 작은 각도로 회절되는 유효 회절광 Le(+1), Le)-1)는 설계에 따라 보조 수광 셀(32b, 32c)에 입사한다.
물론 이 보조 수광 셀(32b, 32c)에는 상기 편광 제어부(142a)에 의해 제어되지 않은 스트레이 광(Ls)도 입사하나, 매체의 타겟 층에서 반사된 유효 광(Le)에 비해 강도가 낮을 뿐 아니라 이 보조 수광 셀(32b, 32c)로부터 얻어진 신호는 트랙킹 에러 검출과는 무관한 RF 신호로만 사용되며 따라서 MPP 신호에는 영향을 미치지 않는다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 보조 수광 센서(32b, 32c)는 각각 복수의 수광 섹터(X1, X2, X3, X4)(Y1, Y2, Y3, Y4)을 가질 수 있다. 복수 셀로 된 보조 수광 셀은 RF 신호 검출 시 셀 별로 모든 섹터의 신호를 합산(X1+X2+X3+X4), (Y1+Y2+Y3+Y4) 하여 사용하며, 메인 빔의 센터링 체크에 사용될 수 있다. 센터링의 체크의 한 예로서, 양 보조 수광 센터 들 각각의 섹터들의 신호가 일정 범위 내에서 동일할 경우(X1≒X2≒X3≒X4), (Y1≒Y2≒Y3≒Y4))에 되며, 메인 빔이 메인 수광 셀에 센터링 된 것으로 판단한다.
도 12는 시뮬레이션에 의해 얻어진 수광 셀의 배치 및 광의 입사 형태를 보인다. 도 11에서 각 섹터에서 가장 짙게 표시된 부분이 빔 스팟을 나타낸다.
이러한 수광 셀로부터 얻어지는 전기적 신호를 이용함에 있어서, FES (Focus Error Signal)는 단일 비점 수차법으로서, 아래의 식에 표현된 바와 같이 방식을 따른다. 즉, 메인 수광 셀(32a)의 인접한 "A", "E" 섹터와 인접한 "C", "G" 섹터들의 신호의 합에 대한 인접한 "B", "F" 섹터와 인접한 "D", "H" 섹터들의 합 신호의 차 신호이다.
FES = (A+E+C+G)-(B+F+D+H)
RF 신호는, 아래의 식에 표현된 바와 같이, 수광 센서(320)의 모든 섹터로부터 신호의 합이다.
RF = A + B + C + D + X1 + X2 + X3 + X4 + Y1 + Y2 + Y3 + Y4
그리고 TES (Track Error Signal)은 1 빔 푸시풀 법으로서 아래와 같은 식을 따른다.
TES = {( A + D ) - ( B + C ) - k(E+H)-(F+G)}
여기에서 k는 트랙접선 방향에 대한 렌즈 쉬프트에 대한 따른 임의 상수이다.
이러한 본 원 발명에 따르면 스트레이 광의 효과적인 제어를 통해 매체에 대한 정보 기록/재생 시 스트레이 광 또는 간섭 광에 의해 전기적 노이즈 발생을 감소시켜 양질의 TES를 발생시켜 트랙킹 제어를 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
위에 설명된 구조는 BD 용 픽업 장치에 관련된 것이나 이러한 구조는 CD/DVD/BD 등의 다매체 호환 광 픽업에의 적용이 가능하며, 이는 설계적 사항에 해당할 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 호환형 광 픽업은, 도 13에서와 같이, BD(1) 를 호환 채용하여 기록/재생하는 것에 부가하여, DVD(1a) 및 CD(1b)도 호환 채용할 수 있도록 마련될 수 있다.
도 13의 호환형 광 픽업은 도 1에 도시된 구조와 비교할 때, DVD(1a) 및 CD(1b)를 기록/재생할 수 있도록 하는 광학적 구성요소를 더 포함한다. 여기서, 도 1에서와 동일 또는 유사한 기능을 하는 구성은 동일 참조부호로 나타내고 그 반복적인 설명을 생략한다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 호환형 광 픽업은, BD(1)용으로서 405nm 파장대의 광원(21)으로부터의 제3광을 BD(1)에 포커싱하는 BD용 대물렌즈(11), BD(1)에서 반사된 제3광을 검출하기 위한 전술한 수광 센서(32)를 포함한다. 상기 수광 센서(32)는 전술한 바와 같이 메인 수광 셀(32a) 그리고 선택적인 요소로서 전술한 바와 같은 메인 수광 셀(32a) 양측의 보조 수광 셀(32b, 32c)을 구비할 수 있다.
BD용 광원(21)과 대물렌즈(11) 사이의 광로 상에는 제3광은 BD(1)로 향하도록 하고, BD(1)에서 반사된 제3광은 수광 센서(32)로 반사하는 광로 변환기로서 빔 스플리터(13)가 마련된다. 제 1 빔 스플리터(13)와 수광 센서(32)의 사이의 광로 상에는 비점수차법 등에 의해 포커스 에러신호 검출을 위한 센싱 렌즈(31)가 마련된다. 한편 제 1 빔 스플리터(13)와 반사 미러(17)의 사이의 광 경로 상에는 BD(1)를 향하는 광 진행 방향으로 편광 제어 소자(142), 제 2 빔스플리터(17), 콜리메이팅 렌즈(12), 1/4 파장판(141), 이색성 미러(17a)가 마련된다. 상기 이색성 미러(17a)는 BD용 제3광은 투과하고, CD(1b), DVD(1a)용 제 1, 제 2 광은 CD/DVD용 대물렌즈(11a) 쪽으로 반사한다.
한편, CD/DVD 용 광원(21a)으로부터 제 2 빔 스플리터(13a) 사이의 광 진행경로 상에는, 3 빔 발생 회절 소자(grating element, 22a), 제 3 빔 스플리터(13b)가 마련된다. 제 3 빔 스플리터(13a)의 반사광 진행 경로 상에는 공지 구조의 센싱 렌즈(31a)와 CD/DVD 용 3 빔 수광 센서(32a)가 마련된다. 그리고 제 2 빔 스플리터(13b)의 일측에는 광원들의 광량을 모니터링하는 모니터링 수광 센서(32b)가 위치한다.
위에서 설명된 구조는 1 빔 방식의 BD 광학계와 3 빔 방식의 CD/DVD 광학계가 복합화된 구조로서, 1 빔 방식의 BD 광학계에 전술한 바와 같은 스트레이 광 제어구조가 부가된 것이다.
한편, 전술한 실시 예에서는 광원으로부터 BD(1)로 향하는 송광계에 부분적 편광 제어 소자(142)가 마련된 구를 가지는 것으로 설명되었다. 그러나, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 광의 진행 경로, 즉 송광 경로 상에 마련되는 편광 제어 소자(142) 대신에, 14도에 도시된 바와 같이, 송광 경로를 벗어난 수광 경로 상에 배치되는 홀로그램 소자(142a)에 의해 대체될 수 있다.
도 14를 참조하면, 수광 센서(320)로 입사하는 유효 광(Le) 및 스트레이 광(Ls)의 진행경로 상에 스트레이 광(Ls)이 수광 센서(320)의 메인 수광 셀(32a)에 입사하지 못하도록 회절패턴(143)을 가지는 광 제어소자(143a)가 마련된다.
상기 회절 패턴(143a)는 스트레이 광(Ls)이 메인 수광셀에 입사하지 않게 차단 또는 회절시킨다. 이때에 스트레이 광(Ls)이 부분적으로 회절되면서, 유효광(Le)도 부분적으로 회절되게 되는데, 상기 회절 패턴(142a)은 회절된 유효광 Le(+1), Le(11)가 메인 수광 셀(32a)의 양측에 마련된 보조 수광 셀(32b, 32c)로 입사하도록 설계되는 것이 바람직한다. 이는 유효 빔(Le)이 부분적으로 메인 수광 셀(32a)에 입사하지 못하면, 메인 수광 셀(32a)로부터 얻어지는 RF 신호의 강도가 떨어지게 된다. 본 발명에서는 회절된 유효광 Le(+1), Le(-1)를 RF 신호로 사용하기 위하여 상기 보조 수광 셀(32b, 32c)를 적용한다.
이상과 같은 스트레이 광 제어 구조를 가지는 본 발명의 광 픽업 장치는 스트레이 광에 의한 제어 신호의 악화가 나타나지 않는다.
도 15는 상기와 같은 본 발명에 따른 광 픽업을 이용하는 광 드라이브의 개략적 구성도이다.
광 드라이브(100)는 디스크(1, 1a, 1b)로부터 정보를 읽어내거나 기록하는 것으로 전술한 바와 같은 다양한 실시 예들에 따른 광 픽업(2)을 포함한다. 광 픽업(2)은 전술한 바와 같은 광학계와 이러한 광학계를 기구적으로 지탱하며 포커싱, 트랙킹 동작을 일으키는 기구계를 포함한다. 광학계는 엔코더/디코더를 포함하는 것으로, 외부 호스트에 연결하기 위한 인터페이스(5)에 연결된 정보 처리부(3)에 연결되고, 기구계는 서보부(4)에 연결된다. 상기 정보처리부(3), 서보부(4), 인터페이스(5)는 중앙 제어부(6)에 의해 통제된다. 상기 인터페이스(5)는 다양한 표준에 따르는 것으로 예를 들어 USB 포트를 포함하며, 따라서 USB 프로토콜에 의해 호스트인 예를 들어 컴퓨터(200)에 연결되어 정보를 주고 받는다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1, 1a, 1b: 디스크
10: 광전송계
11, 11a, 11b: 대물렌즈
12: 콜리메이팅 렌즈
13, 13a, 13b: 빔스플리터
14: 광 제어부
142, 143: 스트레이 광 제어부
17: 미러
17a: 이색성 미러
20: 광원계
21, 21a: 광원
22a: 회절소자
30: 수광계
31, 31a: 센싱렌즈
32, 32a: 수광소자

Claims (9)

  1. 정보 저장용 다중 기록 층을 가지는 매체에 대면하는 대물 렌즈를 포함하는 광 전송계;
    상기 광 전송 계로 상기 다중 기록 층에 대한 정보의 기록 및 재생에 사용되는 단일 빔(single beam)을 제공하는 광원계;
    상기 단일 빔이 입사하는 상기 매체로부터 발생된 하나의 반사 빔의 진행 경로 상에 마련되는 것으로, 상기 하나의 반사 빔이 입사하는 것으로 상기 하나의 반사빔이 입사하는 부분에 복수의 분할 섹터를 구비하여 RF(Radio Frequency) 신호, TES (Tracking Error Signal) 및 FES(Focus Error Signal)를 발생하는 메인 수광 셀을 갖춘 수광계;
    상기 반사 빔에 포함된 것으로 매체에서 발생된 스트레이 광이 상기 메인 수광 셀로 입사하지 못하도록 상기 스트레이 광을 부분적으로 회절시키는 광 제어부; 그리고
    상기 반사빔에 포함된 유효광 중 상기 광제어부에 의해 회절된 유효광을 수광하는 것으로, 상기 광 제어부에 의한 유효광의 회절에 의해 발생하는 상기 메인 수광 셀에서의 RF 신호 감소를 보상하도록 하는 RF용 보조 수광 셀; 을 포함하며,
    상기 광 제어부는 상기 광원계로부터의 송광 경로를 벗어나 메인 수광 셀로 향하는 광 반사 경로 상에 마련되어 있는, 단일 빔 방식(single beam type)의 광 픽업 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 제어부와 대물 렌즈의 사이에 1/4 파장판이 마련되는 것을 특징으로 하는 단일 빔 방식의 광 픽업장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광 전송계의 광 경로 일부를 공유하는 하는 것으로, 상기 매체와 다른 종류의 매체에 대응하는 대물렌즈와 광원을 포함하는 광학계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단일 빔 방식의 광 픽업 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 제어부는 상기 광원계로부터의 송광 경로를 벗어나 메인 수광 셀로 향하는 광 반사 경로 상에 마련되는 것을 특징으로 하는 단일 빔 방식의 광 픽업 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 단일 빔 방식의 광 픽업 장치;
    상기 광 픽업 장치로부터 출력된 신호를 처리하는 정보 처리부;
    상기 광 픽업 장치를 제어신호를 발생하는 서보부; 그리고
    상기 정보 처리부와 서보부를 제어하는 중앙 제어부;를 구비하는 광 디스크 드라이브 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광 전송계의 광 경로를 공유하는 하는 것으로, 상기 매체와 다른 종류의 매체에 대응하는 대물렌즈와 광원을 포함하는 광학계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
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